jeudi 8 février 2018

L'intensité des éruptions solaires peut être prédite


Le mécanisme qui est à l'origine des tempêtes solaires, petites ou grandes, semble avoir été percé à jour par des chercheurs français, leur travail théorique remarquable fait la Une de la revue Nature cette semaine.




Tahar Amari (Ecole Polytechnique, CNRS, Université Paris Saclay) et ses collaborateurs parisiens ont réussi à montrer la présence de cages de flux magnétiques à la surface du Soleil, dans lesquelles se développent des lignes de force magnétiques torsadées qui forment ce que les spécialistes appellent des cordes de flux magnétiques
La reconfiguration brutale du champ magnétique est à l'origine de l'intense libération d'énergie et de particules qui apparaît lors des éruptions, qui pour les plus massives peuvent éjecter une petite partie du plasma coronal. Des cordes de flux magnétiques avaient été observées en 2014 dans les quelques jours qui précédaient une puissante éruption solaire à l'origine d'une éjection de masse coronale.
La résistance de ces cages magnétiques vis à vis des cordes magnétiques est ce qui va permettre de prédire la puissance et le type de l'éruption en train de naître. Pour en arriver à cette conclusion, l'équipe de Tahar Amari a étudié la structure magnétique de la surface du Soleil pour en déduire ce qui se passe au dessus, dans la couronne, notamment à partir des données enregistrées lors de l'éruption massive du 24 octobre 2014. Les physiciens montrent que dans les heures précédant l'éruption, une corde de flux magnétique s'est développée mais restait cloisonnée à l'intérieur d'une cage magnétique. Ils ont dû utiliser des super-ordinateurs pour reproduire le comportement magnétique de l'ensemble, avec un code de calcul tout d'abord statique, avant l'éruption, puis un code dynamique, décrivant l'évolution pendant l'éruption. Les physiciens ont finalement compris que l'énergie de la corde magnétique n'avait pas été suffisamment élevée pour détruire les différentes couches magnétiques de la cage, empêchant par là même l'éjection d'une bulle magnétique. La corde était cependant suffisamment torsadée pour produire de fortes instabilités magnétiques et briser partiellement la cage magnétique,  ce qui a finalement produit une forte éruption dont les effets se sont fait sentir sur Terre.

Les chercheurs français peuvent donc maintenant prévoir à l'avance, grâce à un modèle d'évolution très performant, quelle sera la puissance maximale qui sera libérée par une éruption dont on observe les prémisses. Selon eux, si la cage magnétique d'octobre 2014 avait été moins "solide", l'éruption aurait été plus énergétique et aurait donné lieu à une éjection de masse coronale.
Les plus fortes éruptions solaires accompagnées d'éjection de plasma, peuvent perturber voire détruire non seulement des satellites en orbite, mais aussi des installations électriques sur Terre. La découverte théorique de Amari et ses collaborateurs est donc importante car elle ouvre la voie vers une véritable prévision de la météo spatiale entre le Soleil et la Terre et pourrait améliorer nos moyens de mitigation face à ce risque.


Source

Magnetic cage and rope as the key for solar eruptions
Tahar Amari, Aurélien Canou, Jean-Jacques Aly, Francois Delyon & Fréderic Alauzet
Nature volume 554 (08 February 2018)


Illustration

Simulations révélant la présence d'une cage magnétique à plusieurs couches (en orange et rose), dans laquelle se développe des cordes (bleu) (à gauche). A droite : évolution des cordes magnétiques durant l'éruption lorsqu'elles brisent la cage magnétique (Tahar Amari et al. / Centre de Physique Theorique (CNRS / École Polytechnique).